(57)【要約】  本発明は、物質中の磁化可能粒子を除去するための装置に関し、該装置は、物質から磁化可能粒子およびフロックを濾過するための磁気分離チャンバであって、物質が通過することができる第１の空間を画定する第１の筐体と、その第１の磁場が第１の空間内に達し、第１の空間との境界面を有する第１のホルダ内に配置されている少なくとも１つの第１の磁石とを備える磁気分離チャンバと、物質内の粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバであって、磁気分離チャンバと流体的に接続されている凝集チャンバとを備え、磁気分離チャンバが凝集チャンバの下流に位置しており、磁化可能粒子の凝集は磁化可能なフロックを生じることになり、第１の磁石の磁場が磁化可能なフロックを第１の磁石の方に引き寄せ、それによって物質から磁化可能な粒子のフロックを除去する。【選択図】図２
2019529108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質中の磁化可能粒子を除去するための装置であって、
前記物質から磁化可能な粒子およびフロックを濾過する磁気分離チャンバであって、前記物質が流れることができる第１の空間を画定する第１の筐体と、前記第１の空間との境界面を有する第１のホルダ内に配置されている少なくとも１つの第１の磁石であり、該第１の磁石の第１の磁場が前記第１の空間に達する、少なくとも１つの第１の磁石とを備える磁気分離チャンバと、
物質内の前記粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバであり、前記磁気分離チャンバと流体的に接続している凝集チャンバと
を備え、
前記磁気分離チャンバが前記凝集チャンバの下流に配置されており、前記磁化可能粒子の前記凝集が磁化可能なフロックを生じることになり、前記第１の磁石の前記磁場が前記磁化可能なフロックを前記第１の磁石の方に引き寄せ、それによって前記物質から磁化可能な粒子の前記フロックを除去する、装置。
【請求項２】
前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる第２の空間を画定する第２の筐体と、その第２の磁場が前記第２の空間に達し、前記第２の空間との境界面を有する第２のホルダ内に配置されている少なくとも１つの第２の磁石とを備え、前記第２の磁石の前記磁場が前記磁化可能な部分を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こしフロックを形成させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記凝集チャンバが、前記磁気分離チャンバに隣接して配置されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記凝集チャンバと前記磁気分離チャンバとが一体的に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダが、前記第１の空間および／または前記第２の空間内にそれぞれ延びている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
各第１のホルダおよび／または第２のホルダが、前記第１の空間および／または前記第２の空間内にそれぞれ延びる端部で閉じられている管を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の磁石および／または前記第２の磁石がロッド形状を有し、前記第１の磁石および／または前記第２の磁石が前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダ内に取外し可能に嵌合している、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダが前記第１の空間および／または前記第２の空間の外側の上面を有し、前記上面から各管が前記第１の空間および／または前記第２の空間内にそれぞれ延びている、請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の磁石および／または前記第２の磁石が、前記第１の空間および／または前記第２の空間に対して前記第１の磁石および／または前記第２の磁石をそれぞれ移動させるための移動機構に接続されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記凝集チャンバの前記筐体には、前記物質が流れる導管系に接続可能な入口部が設けられており、前記磁気分離チャンバの前記筐体には、前記導管系に接続可能な出口部が設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記入口部が、前記凝集チャンバに流入する前記物質の流速を低下させるために前記凝集チャンバに向かって広がっている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記出口部が前記磁気分離チャンバから離れるにつれて先細になっている、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記磁気分離チャンバの前記第１の空間が、前記凝集チャンバの前記第２の空間によって画定される空間容積部よりも大きい空間容積部を画定する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記凝集チャンバの前記第２の空間によって画定される前記空間容積が、前記導管系の前記空間容積部より大きい、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダの長手方向が、前記凝集チャンバから前記磁気分離チャンバに向かう下流方向に対して実質的に垂直、平行またはそれらの組み合わせである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の磁場および／または前記第２の磁場の方向が、前記下流方向に対して実質的に垂直、平行またはそれらの組み合わせである、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２の磁石の前記第２のホルダの断面が、前記下流方向を横切る方向の寸法に対して前記下流方向により大きな寸法を有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記第２の磁石の前記第２のホルダが楕円形の断面を有し、前記楕円形の断面の長軸が前記下流方向に向けられている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記凝集チャンバが、前記物質中に存在するより小さな範囲の粒子、好ましくは１５マイクロメートル以下のサイズ、より好ましくは３〜１５マイクロメートルのオーダーのサイズを有する粒子の凝集を誘発させるように構成されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記磁気分離チャンバの前記少なくとも１つの第１の磁石の各々によって提供される前記磁場の大きさが磁気分離のために十分に強力である、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記凝集チャンバの前記少なくとも１つの第２の磁石によって提供される前記磁場が、前記下流方向に対して実質的に垂直、平行またはそれらの組み合わせの方向に配向される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２２】
前記凝集チャンバの前記第２の磁石が、前記下流方向に対して実質的に垂直に、平行に、またはそれらの組み合わせで配置される、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記筐体が取外し可能な取付具をさらに備え、前記磁気分離チャンバの磁気要素が前記取付具に接続され、前記筐体が前記磁気要素を保持するためのホルダをさらに備える、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
物質中の前記粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバを備える、磁化可能粒子を事前に磁化するための機器であって、
前記凝集チャンバが、前記凝集チャンバの下流に位置する磁気分離チャンバに流体的に接続可能であり、前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる空間を画定する筐体と、その磁場が前記空間内に達し、前記空間との境界面を有するホルダ内に配置されている少なくとも１つの磁石とを備え、
前記磁石の前記磁場が前記磁化可能粒子を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こしフロックを形成させる、機器。
【請求項２５】
前記物質が流れる導管系に接続可能な入口部と、
前記磁化チャンバに接続するための１つ以上のフランジと
をさらに備える、請求項２６に記載の機器。
【請求項２６】
前記入口部が、前記凝集チャンバに流入する前記物質の流速を低下させるために前記凝集チャンバ内へ広がっている、請求項２５に記載の機器。
【請求項２７】
前記凝集チャンバの前記少なくとも１つの磁石が磁場を形成する、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の機器。
【請求項２８】
前記磁場が磁気凝集に対して十分に強力である、請求項２７に記載の機器。
【請求項２９】
前記機器が、粒子分離システムに後付けして改良するように構成されている、請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の機器。
【請求項３０】
前記機器が、磁気分離システム、ハイドロサイクロン分離システム、またはマルチサイクロン分離システム、または任意の他の粒子分離システムに後付けして改良するように構成されている、請求項２４〜２９のいずれか一項に記載の機器。
【請求項３１】
物質から磁化可能な粒子を除去する方法であって、
前記物質中の前記磁化可能粒子の凝集を誘発させてフロックを生成するステップと、
前記フロックおよび単一の粒子を磁化するために第１の磁場を形成するステップと、
前記物質を前記磁気分離チャンバを通して運ぶことで前記物質から前記磁化されたフロックおよび単一の粒子を除去するステップと
を含む、方法。
【請求項３２】
凝集を誘発させる前記ステップが、前記凝集チャンバ内に印加される第２の磁場を形成することを含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
フロックを形成する前記ステップの前および／またはその間、ならびに前記磁気分離チャンバ内での分離の前記ステップの間に、前記物質の流速を低下させるステップをさらに含む、請求項３１または３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記磁気分離チャンバおよび／または前記凝集チャンバを洗浄するステップをさらに含む、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
前記チャンバのいずれかを洗浄するステップが、前記チャンバから前記それぞれの磁石を取り除くことを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記チャンバのうちのいずれかを洗浄するステップが、前記物質流を使用すること、または前記チャンバのうちのいずれかに加圧流体を注入することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記物質中の磁化可能粒子を除去するために請求項１〜２２のいずれか一項に記載の装置を使用する、請求項３１〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気分離によって物質中の磁化可能粒子を除去するための装置に関する。本発明はさらに、磁化可能粒子を事前に磁化するための機器に関する。さらに、本発明は、磁気分離によって物質から磁化可能粒子を除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
塗料、下塗り剤、脱脂剤およびすすぎ液などの物質を表面に塗布することは、自動車製造などの様々な産業にまたがる一般的な製造工程である。表面に物質を塗布するためのいくつかの技術には、スプレー塗装、スプレーコーティング、エアブラシ塗装および浸漬塗装が含まれる。これらの技術を実施する際、不純物を実質的に含まない組成物を獲得することが望ましい。
【０００３】
しかしながら、そのような組成物は、例えば実際の製造方法、すなわち溶接、シェービング、穴あけ、ばり取りなどによって、あるいは物質との摩擦の結果として、または塗装された物体との接触によって粒子を放出する可能性があるパイプまたは管などの搬送機器に沿った移動によって汚染されてしまう。製造方法に固有のそのような粒子は、塗布の品質および仕上げに悪影響を及ぼし、そして（鉄粒子の場合には）錆の形成、およびぶつかり合う粒子による着色、または機能性コーティング／仕上げにおける隙間などの問題につながる可能性がある。
【０００４】
したがってそのような物質は、望ましくない粒子を除去するために、塗布の前または塗布中に処理されるのが一般的である。
【０００５】
磁気分離は、金属粒子の除去に使用され、物質内に磁場を印加して磁化を生じさせる１つの技術であり、金属粒子は物質から粒子捕集要素に引き寄せられる。
【０００６】
しかしながら、この技術は、より小さいサイズの粒子および常磁性材料の粒子（これは磁化に対してより耐性がある）の除去においてはあまり効果的ではないことが証明されている。これは、例えば、（サブ）ミクロンサイズの粒子の場合、または混合鋼／アルミニウム製造に関する場合である。技術の最近の進歩は、組成物に塗布されるコーティングをますます薄くする技術の開発をもたらしている。このことは、特により低いミクロンサイズの範囲の不純物での物質のより効果的な濾過方法を必要とする。より小さな粒子は、分離器内の通常の磁場の影響を受けにくく、その結果、これらのより小さな粒子は物質流の中に留まり、長期的には損傷および／または故障を引き起こす可能性がある。
【０００７】
したがって、より高い分解能で、またはより大きな度合いで粒子の除去を達成することができ、かつより広い範囲の粒子サイズおよび材料にわたって効果的である除去を実現する分離技術が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、上記の問題のいくつかまたはすべてを軽減する、物質から粒子を分離するための改良された装置を提供することが望ましい。したがって、本発明の目的は、物質から金属不純物または汚染物質を効果的に除去する、特に比較的小さいサイズの粒子を効果的に除去するための改良された機器および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これは、物質中の磁化可能粒子を除去するための装置を提供することによって達成され、この装置は、
物質から磁化可能な粒子およびフロックを濾過するための磁気分離チャンバであって、物質が流れることができる第１の空間を画定する第１の筐体と、その第１の磁場が第１の空間に達し、第１の空間との境界面を有する第１のホルダ内に配置されている少なくとも１つの第１の磁石とを備える磁気分離チャンバと、
物質内の粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバであって、磁気分離チャンバと流体的に接続している凝集チャンバと
を備え、
磁気分離チャンバが凝集チャンバの下流に位置しており、磁化可能粒子の凝集は磁化可能なフロックを生じることになり、第１の磁石の磁場が磁化可能なフロックを第１の磁石の方に引き寄せ、それによって物質から磁化可能な粒子のフロックを除去する。
【００１０】
磁化可能粒子に強制的にフロックを形成させることによって、磁気分離器によって除去されるべき磁化可能な部分、すなわち粒子および／またはフロックは、元の磁化可能粒子よりも大きくなるであろう。特に、（サブ）ミクロンサイズの粒子または常磁性粒子の場合、磁気分離器は、除去効率を高めるためのいかなる前処理もなしに、これらの粒子を除去するという問題を有する場合がある。このような小さな粒子を互いに凝集させることによって、磁気分離器内の磁石、すなわち第１の磁石の磁場は、フロックを捕らえ、フロックを物質から分離するのに十分な大きさである。凝集は、無機電解質またはポリマーを添加することによって、または磁気凝集によって達成することができる。
【００１１】
一実施形態では、凝集チャンバは、物質が流れることができる第２の空間を画定する第２の筐体と、その第２の磁場が第２の空間に達し、第２の空間との界面を有する第２のホルダ内に配置されている少なくとも１つの第２の磁石とを備え、第２の磁石の磁場が磁化可能部分を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こし、フロックを形成させる。
【００１２】
磁化可能粒子のフロックを形成するための好ましい方法は、凝集チャンバ内の第２の磁石によって生じる第２の磁場を利用するものである。第２の磁場は、合わさって凝集してフロックする、すなわちより大きな磁化可能部分を形成するのに十分なように粒子を磁化するのに十分な大きさである。好ましくは、凝集チャンバは磁気分離チャンバにすぐ隣接して配置される。これは、凝集チャンバと、磁気分離チャンバとが一体的に形成されている場合に達成することができ、これはフランジ、溶接部、接着剤または任意の他の種類の接続部を使用することによって行うことができる。それらは別々の部品でもモノリシックな一体的要素でもよい。
【００１３】
その場合、凝集チャンバ内に形成されるフロックはほんの短い距離だけ移動する。凝集の割合は、粒子を凝集させる磁場によって誘起される双極子磁気と、凝集物を分解させる傾向がある物質流の流体力学との相互作用によって決定される。
【００１４】
印加される磁場が十分に大きい場合、引力のある磁気エネルギーは反発エネルギーの合計よりも大きくなり、粒子は集合体、すなわちフロックを形成し易くなる。満たすべき別の条件は、凝集するのに必要とされる時間が、第２の磁場の中の粒子の滞留時間より短いことである。凝集チャンバはその後磁気分離器として作用し得るため、第２の磁場は、低すぎる物質流と組み合わせた場合に大きくなりすぎてはならない。
【００１５】
集合体またはフロックの接着強度は、物質流の流体力学によって生じる流体剪断応力によってそれらが分解されるのを阻止するために十分に大きくなければならない。このような崩壊を効果的に打ち消すために、凝集チャンバ内の凝集磁場、すなわち第２の磁場は、凝集磁場が主磁場から、すなわち分離磁場または第１の磁場から最小の距離に保たれるように設計されなければならない。
【００１６】
さらに、乱流ではフロックは層流よりも大きな崩壊力を受けることになる。凝集場と主分離場との間の層流を維持することは、満たすべき別の条件である。
【００１７】
第１および／または第２の磁場が第１および／または第２の空間内に延びるようにするために、第１および／または第２のホルダはそれぞれ第１および／または第２の空間内に延びてよい。好ましくは、各第１および／または第２のホルダは、第１および／または第２の空間内にそれぞれ延びる端部で閉じられる管を備える。
【００１８】
その場合、第１および／または第２の磁石は、第１および／または第２のホルダ内に取外し可能に嵌合するロッド形状を有してよい。磁石が空間内に延びるにつれて、それぞれの磁場もまた、凝集および／または磁気分離チャンバであるチャンバの空間内に延びる。
【００１９】
第１および／または第２のホルダは上面を有し、そこから各管は第１および／または第２の空間にそれぞれ延びている。磁化可能な粒子またはフロックは今や第１および／または第２のホルダの外側に蓄積してよく、その結果、磁石自体は物質および／または磁化可能な粒子に曝されることはない。
【００２０】
好ましくは、第１および／または第２の磁石は、第１および／または第２の磁石を第１および／または第２の空間に対してそれぞれ移動させるために移動機構に接続される。移動機構は、第１および／または第２の磁石をホルダから取り外すことができる。ホルダから磁石を取り外した結果として、空間内の磁場が除去される、または少なくとも強度が低下するため、ホルダを簡単な方法で洗浄することができる。
【００２１】
磁気分離チャンバの筐体は、取外し可能な取付具をさらに備えてもよく、この場合磁気分離チャンバの磁気要素は取付具に接続されている。筐体は、１つ以上の磁気要素をそれぞれ保持するための１つ以上のホルダをさらに備える。
【００２２】
磁石がそれらのホルダから持ち上げられる際、磁場は磁気空間内の液体内でかなり低下し、その結果、ホルダの外側に蓄積した粒子を容易に除去することができる。物質が洗浄後の液体に再び入らないことを保証するために、少なくとも１つのチャンバの底壁に、各管の外側に蓄積した磁化可能部分を除去するための排出口を設けることができる。
【００２３】
一実施形態によると、凝集チャンバの筐体には、物質が流れる導管系に接続可能な入口部が設けられ、磁気分離チャンバの筐体には、導管系に接続可能な出口部が設けられる。好ましくは、入口部は、凝集チャンバに流入する物質の流速を低下させるために凝集チャンバに向かって広がっている。
【００２４】
粒子が凝集場で集合体またはフロックを形成するためには、第２の磁石の磁場は十分に大きくなければならず、粒子が凝集場で費やす時間は、粒子から凝集体を形成するのにかかる時間より長くなければならない。凝集場における粒子の滞留時間は、導管系の直径に対して入口の直径を大きくすることによって増大される。これは、物質の流速を低下させ、それゆえ凝集場における粒子の滞留時間を増大させる。好ましくは、第２の磁場は、粒子が第２のホルダ上に蓄積するのを阻止するには十分に低いが、粒子が磁化され、それによって互いに対して引き寄せられて凝集体を形成するには十分に高い。
【００２５】
磁気分離チャンバの後、物質は再び導管系に流れ込むことができる。したがって、出口部は磁気分離チャンバから離れるにつれて先細になっていてよい。出口部は次いで、導管系と適合できるように配管の直径をさらに縮小する。
【００２６】
磁気分離チャンバの第１の空間は、凝集チャンバの第２の空間によって画定される空間容積部よりも大きい空間容積部を画定することができる。チャンバの空間容積部が大きいほど流速はさらに低下され、チャンバ内の滞留時間はより長くなる。そのため、磁気分離チャンバ内の滞留時間は、凝集チャンバ内のそれよりも長くなり得る。これは、第１のホルダ上にその部分が蓄積するためにより多くの時間を与えることによって磁気分離チャンバの分離効率を高めるためである。
【００２７】
１つ以上の第１および／または第２のホルダの長手方向は、凝集チャンバから磁気分離チャンバに向かう下流方向に対して実質的に垂直であってよい。追加で、または代替として、第１および／または第２の磁場の方向は下流方向に対して実質的に垂直であってよい。
【００２８】
あるいは、１つ以上の第１および／または第２のホルダの長手方向は、凝集チャンバから磁気分離チャンバに向かう下流方向と実質的に平行である場合もある。追加で、または代替として、第１および／または第２の磁場の方向は下流方向と実質的に平行であってよい。
【００２９】
あるいは、１つ以上の第１および／または第２のホルダの長手方向は、ホルダが凝集チャンバから磁気分離チャンバに向かう下流方向に対して実質的に垂直な長手方向と、実質的に平行な長手方向の組み合わせで配置されるように異なる場合もある。追加で、または代替として、第１および／または第２の磁場の方向は、下流方向に対して実質的に垂直方向と、実質的に平行方向の組み合わせを含む場合もある。
【００３０】
本明細書で使用される際、長手方向は、それに沿ってそれぞれの要素の長さが最大である方向、すなわち本体の長軸に沿った方向を指す。
【００３１】
凝集場に形成される凝集体の崩壊に対抗するために、この場から主分離場までの距離は最小に保たれ、流れのパターンは分離前の流れの型に維持される。凝集場は、主分離場を有する磁気分離チャンバのできるだけ近くに取り付けられる。１〜４ｍ／ｓ、好ましくは約２ｍ／ｓの平均流入流速では、凝集磁場を離れてから主分離磁場に達するまでの時間は０．１〜１秒、好ましくは０．１〜０．４秒である。磁気分離チャンバの１つ以上の第１の磁石のそれぞれによって提供される磁場の大きさは、０．０３から１テスラの間であってよい。
【００３２】
第２磁石の第２ホルダの断面は、下流方向を横切る方向の寸法に対して、下流方向により大きな寸法を有する。凝集場と、主分離場との間の層流を維持するために、凝集ユニットの外管は下流方向により大きな寸法を有する。好ましくは、第２の磁石の第２のホルダは楕円形の断面を有し、楕円形の断面の長軸は下流方向に向けられている。この設計の計算流体シミュレーションは、楕円形の管の使用が５より小さいレイノルズ数で層流を維持することに大きく貢献することを証明した。
【００３３】
第１の磁石の断面は円形であってよい。しかしながら、第１および／または第２の磁石の断面は、磁気分離または凝集に適した任意の種類の形状であってよい。第１および／または第２のホルダの断面はそれぞれの磁石の断面と同様であってよい。あるいは、第１および／または第２のホルダは、それぞれの磁石の断面とは異なる断面を有する。
【００３４】
凝集チャンバは、物質中に存在するより小さな範囲の粒子、好ましくは１５マイクロメートル以下のサイズ、より好ましくは３〜１０マイクロメートルのオーダーのサイズを有する粒子の凝集を誘発させるように構成されてよい。
【００３５】
アルカリ性脱脂液の磁気分離において、磁気凝集のプロセスは、３ミクロンから１５ミクロンのフェライト粒子の効率的な回収率を高めることによって肯定的な役割を果たしている。常磁性粒子に対する効果は、比較的低いものであるが、とはいえそれでもなお強磁性粒子の母材中のこれらの粒子を捕捉する作用を高める。
【００３６】
磁気凝集のプロセスは、他のサイズの強磁性体の回収、ならびに常磁性粒子の回収においても肯定的な役割を果たし得る。
【００３７】
本発明はさらに、磁化可能粒子を事前に磁化するための機器に関し、該機器は、物質内の粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバを備え、前記凝集チャンバが、凝集チャンバの下流に位置する磁気分離チャンバに流体的に接続可能であり、前記凝集チャンバが、物質が流れることができる空間を画定する筐体と、その磁場が空間内に達し、空間との境界を有するホルダ内に配置されている少なくとも１つの磁石とを備え、
磁石の磁場が磁化可能粒子を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こしフロックを形成させる。
【００３８】
処理媒体に最初に凝集場を通過させることによって、媒体および媒体中の汚染物質は、磁気分離チャンバ全体により均一に分散されることになる。このより優れた媒体の分散が理由で、磁気分離チャンバ内の流速が低下され、これにより、より効率的な分離をもたらす。
【００３９】
機器は、物質が流れる導管系に接続可能な入口部と、磁化チャンバに接続するための１つ以上のフランジとを備えてよい。好ましくは、入口部は、凝集チャンバに流入する物質の流速を低下させるために凝集チャンバ内へ広がっている。凝集場における粒子の滞留時間は、導管系の直径に対して入口の直径を大きくすることによって増大される。これは、物質の流速を低下させ、それゆえ凝集場における粒子の滞留時間を増大させる。
【００４０】
機器は、磁性粒子分離システムの（一体式の）部分であってよい、または機器は、例えば事前に設置された磁気分離チャンバとの組み合わせによって、磁気分離システム、既存の磁気分離システムまたは分離のための任意の他のシステム、方法または技術に後付けして改良するように構成される。
【００４１】
本発明はさらに、物質から磁化可能な粒子を除去する方法に関し、方法は以下の
物質内の磁化可能粒子の凝集を誘発させて凝集チャンバ内でフロックを生成するステップと、
フロックを磁化するために第１の磁場を形成するステップと、
物質を磁気分離チャンバを通して運ぶことで物質から磁化したフロックを除去するステップと
を含む。
【００４２】
方法は、凝集チャンバ内に印加される第２の磁場を形成する凝集を誘発させるステップをさらに含んでよい。フロックの形成は、このように磁気凝集によって行われる。
【００４３】
好ましくは、方法は、フロックを形成するステップの前および／またはその間に物質の流速を低下させるステップを含む。物質の流速を低下させることによって、フロックを形成するための時間、すなわち凝集チャンバ内の滞留時間が増大し、凝集効率が高まる。
【００４４】
凝集および分離ステップの後、方法は、磁気分離チャンバおよび／または凝集チャンバを洗浄するステップをさらに含んでよい。プロセス中に、磁化可能粒子の一部がそれぞれのチャンバ内に付着する可能性がある。これは凝集および／または分離プロセスを損なう恐れがある。それぞれのチャンバを洗浄するステップは、さらなる分離プロセスの効率を高めるであろう。好ましくは、チャンバのいずれかを洗浄するステップは、チャンバからそれぞれの磁石を取り除く工程を含む。それぞれのチャンバから磁場を除去することによって、そこに残っている磁化可能粒子はもはや磁場の影響下ではなくなる。したがって、それぞれのチャンバの洗浄プロセスが促進される。さらに、チャンバのいずれかを洗浄するステップは、物質流を使用する工程、または加圧流体をチャンバのいずれかに注入する工程を含む。
【００４５】
好ましくは、方法は、物質中の磁化可能粒子を除去するために上記に記載したような装置に対して使用される。
【００４６】
一実施形態では、物質から磁化可能粒子を除去するための方法が提供され、この方法は以下の
物質中の磁化可能粒子の凝集を誘発させてフロックを生成するステップと、
フロックおよび単一の粒子を磁化するために第１の磁場を形成するステップと、
物質を磁気分離チャンバを通して運ぶことで、物質から磁化されたフロックおよび単一の粒子を除去するステップと
を含む。本明細書で使用する際、単一の粒子という用語は、フロックに形成されていない、またはフロックに加わっていない粒子を指す。
【００４７】
一実施形態では、凝集を誘発させるステップは、凝集チャンバ内に印加される第２の磁場を形成する工程を含む。
【００４８】
一実施形態では、方法は、フロックを形成するステップの前および／またはその間、ならびに磁気分離チャンバ内での分離ステップの間に物質の流速を低下させるステップをさらに含む。
【００４９】
一実施形態では、方法は、磁気分離チャンバおよび／または凝集チャンバを洗浄するステップをさらに含む。
【００５０】
一実施形態では、チャンバのいずれかを洗浄するステップは、チャンバからそれぞれの磁石を取り外す工程を含む。
【００５１】
一実施形態では、チャンバのいずれかを洗浄するステップは、物質流を使用する工程、または加圧流体をチャンバのいずれかに注入する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による磁気分離のための装置の上面図である。
【図２】図１の装置の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図３Ａ】本発明による磁化可能粒子を事前に磁化するための機器の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの機器の正面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの機器の上面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの機器の側面図である。
【図４】バイパスシステムを含む図１の装置を備える磁気分離システムの上面図である。
【図５Ａ】磁気分離プロセスおよび洗浄プロセスのうちの一つの概略図であり、洗浄プロセス前の能動濾過中の本発明による磁気分離システムの概略図である。
【図５Ｂ】磁気分離プロセスおよび洗浄プロセスのうちの一つの概略図であり、洗浄プロセスの第１の工程中の本発明による磁気分離システムの概略図である。
【図５Ｃ】磁気分離プロセスおよび洗浄プロセスのうちの一つの概略図であり、洗浄プロセスの第２の工程中の本発明による磁気分離システムの概略図である。
【図５Ｄ】磁気分離プロセスおよび洗浄プロセスのうちの一つの概略図であり、洗浄プロセスの噴霧洗浄工程中の本発明による磁気分離システムの概略図である。
【図５Ｅ】磁気分離プロセスおよび洗浄プロセスのうちの一つの概略図である。
【図５Ｆ】磁気分離プロセスおよび洗浄プロセスのうちの一つの概略図である。
【図６Ａ】本発明による磁気分離システムの概略図を示しており、ホルダ、磁石および磁場は流れ方向に対して実質的に平行に配置されている図である。
【図６Ｂ】本発明による磁気分離システムの概略図を示しており、ホルダ、磁石および磁場は流れ方向に対して実質的に平行に配置されている図である。
【図６Ｃ】本発明による磁気分離システムの概略図を示している。
【図７Ａ】本発明による磁気分離システムのさらなる概略図を示しており、ホルダ、磁石、および磁場は流れ方向に対して実質的に垂直に配置されており、そこでは排出口が見える図である。
【図７Ｂ】本発明による磁気分離システムのさらなる概略図を示しており、ホルダ、磁石、および磁場は流れ方向に対して実質的に垂直に配置されており、そこでは排出口が見える図である。
【図７Ｃ】本発明による磁気分離システムのさらなる概略図を示しており、ホルダ、磁石、および磁場は流れ方向に対して実質的に垂直に配置されており、そこでは排出口が見える図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１は、磁気分離システムの一部である、物質中の磁化可能粒子を除去するための装置１００の斜視図を示す。図２は、図１の装置の線Ａ−Ａに沿った断面図を示す。本明細書で使用される「物質」という用語は、液体、気体、流体、懸濁液、乾燥物質、またはそれらの混合物のうちのいずれか１つを指す。例示的な実施形態は、液体または気体などの流体物質に関して説明しているが、乾燥物質をこの装置で処理することができるということもその範囲内である。
【００５４】
装置１００は、物質から磁化可能粒子およびフロックを濾過するための磁気分離チャンバまたは濾過チャンバ１１０と、物質中の粒子の凝集を誘発させるための（場合によっては事前磁化機器１５０に含まれる）凝集チャンバ１３０とを含む磁気分離器または濾過システムである。
【００５５】
磁気分離チャンバ１１０は、それを通して物質が流れることができる第１の空間１１４を画定する第１の筐体１１２を備える。磁気分離チャンバはさらに、その第１の磁場が第１の空間１１４内に達する複数の第１の磁石１１６を備える。第１の磁石１１６はそれぞれ、第１の空間１１４との境界面１２０を有する第１のホルダ１１８内に配置されている。
【００５６】
凝集チャンバ１３０は、物質が流れることができる第２の空間１３６を画定する第２のハウジング１３４を備える。加えて、凝集チャンバ１３０は、その第２の磁場が第２の空間１３６内に達する複数の第２の磁石１３８を備える。第２の磁石１３８はそれぞれ、第２の空間１３６との境界面１４２をそれぞれ有する第２のホルダ１４０内に配置されている。第２の磁石１３８の磁場は、物質中の磁化可能部分を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こしフロックを形成する。
【００５７】
凝集チャンバ１３０は、磁気分離チャンバ１１０と凝集チャンバ１３０とを互いに隣接させてそれぞれ配置する接続フランジ１２２および１３２を介して、磁気分離チャンバ１１０と流体的に接続している。
【００５８】
磁気分離チャンバ１１０は、凝集チャンバ１３０の下流に隣接して位置している。事前磁化による磁化可能な粒子の凝集は、磁化可能なフロックをもたらす。第１の磁石１１６の磁場は磁化可能なフロックを第１の磁石１１６の方へ引き寄せ、それによって物質から磁化可能な部分のフロックを除去する。磁気分離チャンバの第１の空間は、凝集チャンバの第２の空間によって画定される空間容積部よりも大きい空間容積部を画定し、この第２の空間の空間容積部は導管系の空間容積部よりも大きい。チャンバの空間容積部は、チャンバ内の物質の滞留時間を規定する。
【００５９】
凝集チャンバ１３０の第２の筐体１３４には、物質が流れる導管系１０６（図４参照）に接続可能な入口部１４４が設けられている。磁気分離チャンバ１１０の第１の筐体１１２には、導管系１０６に接続可能な出口部１２４が設けられている。
【００６０】
入口部１４４は、凝集チャンバ１３０に向かって広がることで、凝集チャンバに流入する物質の流速を低下させる。したがって、入口部１４４の第１の部分１４６は導管系１０６の直径と同様の直径を有し、入口部１４４の第２の部分１４８は凝集チャンバ１３０の直径と同様のより大きな直径までテーパ状になっている。出口部１２４は、磁気分離チャンバ１１０から離れるにつれて導管系１０６の直径と同様の直径まで先細になっている。この実施形態では、入口部１４４と出口部１２４は磁気分離チャンバの異なる側（反対側など）に配置されている。
【００６１】
磁気分離チャンバ１１０の第１のホルダ１１８は、第１のホルダ１１８の長手方向が、凝集チャンバ１３０から磁気分離チャンバ１１０に向かう下流方向Ｄｕに対して実質的に垂直であるように第１の空間１１４内に延びている。各第１のホルダ１１８は、第１の空間１１４内に配置される一端で閉じられた管を備える。第１の磁石１１６は棒状の形状をしている。各棒状の第１の磁石１１６は、第１のホルダの内壁と第１の磁石１１６との間に取外し可能な嵌合部、すなわちエアギャップを有して１つの第１のホルダ１１８の中に延びている。第１の磁石は第１の空間内に延在しているため、第１の磁場の方向は下流方向Ｄｕに対して実質的に垂直である。
【００６２】
凝集チャンバ１３０の第２のホルダ１４０は、第２のホルダ１４０の長手方向が、凝集チャンバ１３０から磁気分離チャンバ１１０に向かう下流方向Ｄｕに対して実質的に垂直であるように第２の空間１３６内に延びている。各第２のホルダ１４０は、第１の空間１３６内に配置されている一端で閉じられた管を備える。管は、図２に示すように、凝集チャンバ１３０の第１の面から凝集チャンバ１３０の反対側の第２の面を越えて延びる場合すらある。第２の磁石１３８は棒状の形状をしている。各棒状の第２の磁石１３８は、第２のホルダ１４０の内壁と第２の磁石１３８との間に取外し可能な嵌合部、すなわちエアギャップを有して１つの第２のホルダ１４０の中に延びている。第２ホルダの長手方向は、凝集チャンバから磁気分離チャンバに向かう下流方向Ｄｕに対して実質的に垂直である。第２の磁石１３８は第２の空間１３６内に延出するため、第２の磁場の方向は下流方向Ｄｕに対して実質的に垂直である。
【００６３】
第２の磁石１３８は、下流方向を横切る方向の寸法に対して下流方向Ｄｕにより大きな寸法を有する断面を有しており、すなわちより大きな寸法は下流方向に向けられている。図１は、第２の磁石１３８の断面が、平らな楕円形または円形のように見える、丸められた横方向の縁部を有する長方形であることを示している。長方形の断面のより大きな寸法は下流方向に向けられている。第２のホルダ１４０の断面は、第２の磁石１３８の断面と同様であるが、第２のホルダ１４０と第２の磁石１３８との間のエアギャップを許容するようにわずかに大きい寸法を有する。
【００６４】
第１の磁石１１６は円形の断面を有する。第１のホルダの断面は、第１の磁石の断面と同様であるが、第１のホルダ１１８と第１の磁石１１６との間のエアギャップを許容するようにわずかに大きい直径を有する。
【００６５】
磁気分離チャンバ１１０はさらに、第１の筐体１１２の内側を洗浄するための洗浄システム１２６を有する。洗浄システム１２６は、第１のホルダ１１８に向かって流体を噴霧することによって各管の外側を洗浄するための散布または噴霧部材を備えてよい。前記散布または噴霧部材は、液体または気体などの流体を供給することができる複数の散布または噴霧ノズルを備えた環状のパイプを備えてよい。ノズルは、様々な方法で第１の空間１１４内に配置することができる。図１によると、ノズルは、第１の筐体１１２の底部付近で第１の空間１１４内の管１１８の閉鎖端部近くに配置されている。
【００６６】
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明による磁化可能粒子を事前に磁化するための機器１５０のいくつかの図（それぞれ斜視図、正面図、側面図および上面図）を示す。機器１５０は、物質中の粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバ１３０を備える。凝集チャンバは、物質が流れることができる第２の空間１３６を画定する筐体１３４と、その磁場が第２の空間１３６に達するように第２の空間１３６内に延びる複数の第２の磁石１３８とを含む。磁石は、それぞれが第２の空間１３６との境界面１４２を有する第２のホルダ１４０内に配置されている。
【００６７】
機器１５０は、接続フランジ１３２によって磁気分離チャンバ１１０に接続可能である。別の接続フランジ１２８を使用して、入口部１４４を凝集チャンバ１３０に接続することができる。機器１５０は、既存の磁気分離システム、またはハイドロサイクロンまたはマルチサイクロン技術を含むものなどの事前磁化処理を必要とする分離のための任意の他のシステム、方法または技術を後付けして改良するために使用することができる。
【００６８】
図４は、図１の装置１００を含む磁気分離システムの上面図を示す。このシステムは、導管系１０６の一部と、バイパスシステム１０８とをさらに含む。バイパスシステム１０８は、少なくとも装置１００の洗浄工程中に使用される。装置１００を通る物質の流れは、物質の流れ方向に関して入口部の前に配置された第１の弁１５２を閉じることによって止めることができる。これに加えて、洗浄中に装置１００内への物質の逆流を回避するために、磁気分離チャンバ１１０の下流に位置する第２の弁１５４も閉じられ、磁気分離チャンバ１１０を閉鎖する。バイパスシステム１０８に設けられた第３の弁１５６は、バイパスシステムを開放するために開かれ、その結果、物質の流れは装置１００を迂回する。図４は、第１のホルダ１１８に対して第１の磁石１１６を移動させるための第１の移動機構１０２と、第２のホルダ１４０に対して第２の磁石１３８を移動させるための第２の移動機構１０４とをさらに示す。
【００６９】
図５Ａは、物質が装置１００を通って流れ、磁化可能粒子が装置１００によって物質から分離される間の、本発明による能動磁気分離システムの概略図を示す。第１および第２の弁１５２、１５４は、装置を通る物質の流れを可能にするために開いている。バイパスシステム１０８の第３の弁１５６は閉じている。第１の磁石１１６は、第１のホルダ１１８内に配置され、磁気分離チャンバ１３０の第１の空間１１４内に延びている。第２の磁石１３８は、第２のホルダ１４０内に配置され、凝集チャンバ１３０の第２の空間１３６内に延びている。
【００７０】
図５Ｂ〜図５Ｅは、洗浄プロセスの様々な段階におけるシステムを示す。洗浄プロセスの第１の工程５ｂでは、第１および第２の弁１５２、１５４が開かれ、第３の弁１５６が閉じられる（したがって、流体がユニットを通って流れる）。第２の磁石のみが持ち上げられることで、捕捉された粒子が流体流れによって磁気分離チャンバへ強制的に流され、そこでそれらは第１の磁場によって捕捉されることになる。
【００７１】
図５Ｃは、洗浄プロセスのさらなる工程における本発明による磁気分離システムの概略図を示す。第１および第２の弁１５２、１５４はそれらの閉位置にあり、装置１００を通る物質の流れを止める。第３の弁１５６はその開放位置にあり、物質がバイパスシステム１０８を通って流れることを可能にする。
【００７２】
さらに、第２の磁石１３８および第１の磁石１１６は、それぞれ第１および第２の移動機構１０２、１０４によって、第１および第２のホルダからそれぞれ取り外されている。移動機構１０２、１０４は液圧で作動させることができるが、他の形態の作動も同様に利用されてよい。図１〜図５の装置の場合、移動機構１０２、１０４はそれぞれのホルダに対して磁石を持ち上げる。ホルダに対するこの移動方向は、当然ながら、ホルダおよび装置の向きに左右され、適用可能な水平方向および／または垂直方向のいずれであってもよい。
【００７３】
図５Ｄは、洗浄プロセス中の本発明による磁気分離システムの概略図を示す。第１および第２の磁石１１６、１３８はそれぞれのホルダ１１８、１４０から持ち上げられている。磁石１１６、１３８がそれらのホルダから持ち上げられると、第１および第２の空間内の磁場の強度はかなり低下し、その結果、ホルダの外側に蓄積した粒子および／またはフロックを容易に除去することができる。粒子またはフロックが再び洗浄液に入らないようにするために、第１の筐体１１２の底壁には、各管の外側に蓄積した磁化可能部分を除去するための排出口１５８が設けられている。
【００７４】
磁石を除去したにもかかわらず、それでもやはりいくつかの粒子がホルダの壁に残っている可能性がある。これらの粒子を確実に除去することを可能にするために、各管の外側を洗浄するための散布または噴霧部材が各管の下端部近くに配置されている。噴霧部材は洗浄システムの一部であり、流体（液体または気体）を管に向かって噴霧してホルダの壁に残っているあらゆる粒子を除去する。噴霧により除去された粒子は、その後、排出口１５８を通して磁気分離チャンバ１１０から除去される。
【００７５】
図５Ｅは、洗浄プロセスを終了させる際の本発明による磁気分離システムの概略図を示す。第１および第２の磁石１１６、１３８は、それぞれの移動機構１０２、１０４によってそれらのそれぞれのホルダ１１８、１４０の中に再び下ろされる。磁石を下ろす間、第１および第２の弁１５２、１５４は閉じたままであり、第３の弁１５６は開いたままである。排出口１５８も閉じられている。磁石がそれらのホルダ内に完全に下ろされたたとき初めて、第１および第２の弁が開かれ、第３の弁が再び閉じられる。その後、物質は再び装置１００を通って流れ、磁化可能粒子は、その後、図５ａに従って凝集および分離を受けることになる。
【００７６】
図５Ｆは、洗浄プロセスが終了した後の能動濾過中の本発明による磁気分離システムの概略図を示す。
【００７７】
図６Ａ〜図６Ｂは、磁気要素が、物質の流れの一般方向（下流方向Ｄｕ）に対して実質的に平行な向きに配置されている一実施形態の断面Ａ−Ａと、上面図とをそれぞれ示しており、図６Ｃは、導管系およびバイパスシステムに接続されたこの実施形態の上面図を示している。この実施形態における流れは、入口１４４を介してそして凝集チャンバ１３０を経由して磁気分離チャンバに進入する。物質は磁気分離チャンバを通って下方に流れ、出口１２４を通って出る。図６Ａ〜図６Ｂは、入口部１４４および出口部１２４が両方とも磁気分離チャンバの同じ側に配置されていることを示す。あるいは、入口部１４４および出口部１２４は、磁気分離チャンバの異なる側（例えば反対側）に配置されてもよい。さらに、本明細書では、Ｄｕが代替として図面に示されたものとは異なる方向に流れる場合もあることに留意されたい。例えば、Ｄｕが図示の方向とは反対の方向に流れるように要素を配置することができる。その場合、図示された要素１２４および１４４の機能はそれぞれ逆にされ、図示された出口１２４は入口機能を想定し、図示された入口１４４は出口機能を想定する。
【００７８】
図７Ａ〜図７Ｂは、磁石が物質の流れの一般的な方向に対して直交する方向に配置されている、本発明による磁気分離システムの一実施形態の断面Ａ−Ａと、上面図とをそれぞれ示す。図７Ｃは、バイパス要素１０８を伴う磁気分離システムの図を示す。排出口１５８が図７Ａに示されており、これは洗浄プロセス中に残留物を排出するように機能する。
【００７９】
本発明を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が行われてよく、均等物を、その要素に置き換えることができることは当業者には理解されよう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために、多くの改変を行うことができる。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を含むことが意図される。
【符号の説明】
【００８０】
１００  装置／システム
１０２  第１の移動機構
１０４  第２の移動機構
１０６  導管系
１０８  バイパスシステム
１１０  磁気分離チャンバ
１１２  第１の筐体
１１４  第１の空間
１１６  第１の磁石
１１８  第１のホルダ
１２０  第１の境界面
１２２  接続フランジ
１２４  出口部
１２６  洗浄システム
１２８  別の接続フランジ
１３０  凝集チャンバ
１３２  接続フランジ
１３４  第２の筐体
１３６  第２の空間
１３８  第２の磁石
１４０  第２のホルダ
１４２  第２の境界面
１４４  入口部
１４６  入口の第１の部分
１４８  入口の第２の部分
１５０  事前磁化機器
１５２  第１の弁
１５４  第２の弁
１５６  第３の弁
１５８  排出口
【図１】
2019529108.tif 000003
【図２】
2019529108.tif 000004
【図３Ａ】
2019529108.tif 000005
【図３Ｂ】
2019529108.tif 000006
【図３Ｃ】
2019529108.tif 000007
【図３Ｄ】
2019529108.tif 000008
【図４】
2019529108.tif 000009
【図５Ａ】
2019529108.tif 000010
【図５Ｂ】
2019529108.tif 000011
【図５Ｃ】
2019529108.tif 000012
【図５Ｄ】
2019529108.tif 000013
【図５Ｅ】
2019529108.tif 000014
【図５Ｆ】
2019529108.tif 000015
【図６Ａ】
2019529108.tif 000016
【図６Ｂ】
2019529108.tif 000017
【図６Ｃ】
2019529108.tif 000018
【図７Ａ】
2019529108.tif 000019
【図７Ｂ】
2019529108.tif 000020
【図７Ｃ】
2019529108.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月27日(2018.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質から磁化可能な粒子およびフロックを濾過するための磁気分離チャンバ（１１０）であって、前記物質が通過することができる第１の空間（１１４）を画定する第１の筐体（１１２）と、前記第１の空間（１１４）との境界面（１２０）を有する第１のホルダ（１１８）内に配置される少なくとも１つの第１の磁石（１１６）であり、該第１の磁石の第１の磁場が前記第１の空間内に達する、少なくとも１つの第１の磁石（１１６）とを備える磁気分離チャンバ（１１０）と、
前記物質内の前記磁化可能な粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバであって、前記磁気分離チャンバ（１１０）と流体的に接続されている凝集チャンバ（１３０）と
を備える、物質中の磁化可能な粒子を除去するための装置（１００）において、
前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる第２の空間（１３６）を画定する第２の筐体（１３４）と、前記第２の空間との境界面を有する第２のホルダ（１４０）内に配置されている少なくとも１つの第２の磁石（１３８）とを備え、前記第２のホルダ（１４０）が、前記第２の空間（１３６）内に延びる端部で閉じられた管を備えており、前記第２の磁石（１３８）の第２の磁場が前記第２の空間（１３６）内に達し、前記第２の磁石の前記磁場が、前記磁化可能な粒子を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こして前記凝集チャンバ内にフロックを形成させ、
前記磁気分離チャンバ（１１０）が前記凝集チャンバ（１３０）の完全に下流に配置されており、前記凝集チャンバ（１３０）が、前記磁気分離チャンバに隣接して配置され、前記凝集チャンバ内の前記磁化可能な粒子の前記凝集が磁化可能なフロックを生じさせ、前記第１の磁石（１１６）の前記磁場が、前記磁化可能なフロックを前記第１の磁石（１１６）の方へ引き寄せ、それによって前記物質から前記磁化可能な粒子の前記フロックを除去することを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記第２の磁石の前記第２のホルダが楕円形の断面を有し、前記楕円形の断面の長軸が前記下流方向に向けられている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のホルダ（１１８）の各々が、磁化可能な粒子またはフロックが前記第１のホルダの外側に蓄積し得るように、前記第１の空間（１１４）内に延びる端部で閉じられている管を備える、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記凝集チャンバと前記磁気分離チャンバとが一体的に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の磁石の前記第２のホルダの断面は、前記下流方向を横切る方向の寸法に対して前記下流方向においてより大きな寸法を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記磁気分離チャンバが、前記物質が流れることができる接続フランジ（１３２）を有し、前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる接続フランジ（１２２）を有し、前記凝集チャンバおよび前記磁気分離チャンバが、前記接続フランジ（１２２、１３３）を介して流体的に接続しており、前記磁気分離チャンバの前記接続フランジ（１３２）が、前記凝集チャンバの前記接続フランジ（１２２）に隣接しかつ該接続フランジ（１２２）に接続されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の磁石および／または前記第２の磁石がロッド形状を有し、前記第１の磁石および／または前記第２の磁石が前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダ内に取外し可能に嵌合している、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダが前記第１の空間および／または前記第２の空間の外側の上面を有し、前記上面から各管が前記第１の空間および／または前記第２の空間内にそれぞれ延びている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の磁石および／または前記第２の磁石が、前記第１の空間および／または前記第２の空間に対して前記第１の磁石および／または前記第２の磁石をそれぞれ移動させるための移動機構に接続されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記凝集チャンバの前記筐体には、前記物質が流れる導管系に接続可能な入口部が設けられており、前記磁気分離チャンバの前記筐体には、前記導管系に接続可能な出口部が設けられている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記入口部が、前記凝集チャンバに流入する前記物質の流速を低下させるために前記凝集チャンバに向かって広がっている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記出口部が前記磁気分離チャンバから離れるにつれて先細になっている、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記磁気分離チャンバの前記第１の空間が、前記凝集チャンバの前記第２の空間によって画定される空間容積部よりも大きい空間容積部を画定する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のホルダおよび／または前記第２のホルダの長手方向が、前記凝集チャンバから前記磁気分離チャンバに向かう下流方向に対して実質的に垂直、平行またはそれらの組み合わせである、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記第１および／または前記第２の磁場の方向が、前記下流方向に対して実質的に垂直、平行またはそれらの組み合わせである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
前記凝集チャンバが、前記物質中に存在するより小さな範囲の粒子、好ましくは１５マイクロメートル以下のサイズ、より好ましくは３〜１５マイクロメートルのオーダーのサイズを有する粒子の凝集を誘発させるように構成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記磁気分離チャンバ内の前記少なくとも１つの第１の磁石のそれぞれによって提供される前記磁場の大きさが、０．０３〜１テスラであり、磁気分離のために十分に強力である、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記凝集チャンバの前記少なくとも１つの第２の磁石によって提供される前記磁場が、前記下流方向に対して実質的に垂直、平行、またはそれらの組み合わせの方向に配向される、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記凝集チャンバの前記第２の磁石が、前記下流方向に対して実質的に垂直に、平行に、またはそれらの組み合わせで配置されている、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記磁気分離チャンバの前記筐体が取外し可能な取付具をさらに備え、前記磁気分離チャンバの前記磁石が前記取付具に接続され、前記筐体が前記磁石を保持するためのホルダをさらに備える、請求項１〜１９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２１】
物質内の磁化可能な粒子の凝集を誘発させるための凝集チャンバ（１３０）を備える、磁化可能な粒子を事前に磁化するための機器であって、
前記凝集チャンバが、前記凝集チャンバの下流に位置する磁気分離チャンバに流体的に接続可能であり、前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる空間（１３６）を画定する筐体（１３４）と、前記空間との境界面を有するホルダ（１４０）内に配置されている少なくとも１つの磁石（１３８）であり、該少なくとも１つの磁石の磁場が前記空間内に達する、少なくとも１つの磁石とを備え、前記ホルダ（１４０）が、前記空間（１３６）内に延びる端部で閉じられている管を備えており、
前記磁石の前記ホルダ（１４０）の断面が、下流方向を横切る方向の寸法に対して前記下流方向により大きな寸法を有し、
前記磁石の前記磁場が、前記磁化可能な粒子を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こしフロックを形成させる、機器。
【請求項２２】
前記磁石の前記ホルダ（１４０）が楕円形の断面を有し、前記楕円形の断面の長軸が前記下流方向を向けられている、請求項２１に記載の機器。
【請求項２３】
前記物質が流れる導管系に接続可能な入口部と、
磁化チャンバに接続するための１つ以上のフランジと
をさらに備える、請求項２１に記載の機器。
【請求項２４】
前記入口部が、前記凝集チャンバに流入する前記物質の流速を低下させるために前記凝集チャンバ内へ広がっている、請求項２３に記載の機器。
【請求項２５】
前記筐体が、導管系に接続可能な入口部に接続するための第１の側のフランジと、前記磁気分離チャンバに接続するための第２の反対側のフランジと
を備える、請求項２３に記載の機器。
【請求項２６】
物質から磁化可能な粒子を除去する方法であって、
凝集チャンバ内に印加される第２の磁場を形成することによって前記物質中の前記磁化可能な粒子の凝集を誘発させてフロックを生じさせるステップであり、前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる接続フランジ（１２２）を有し、前記凝集チャンバが、前記物質が流れることができる第２の空間（１３６）を画定する筐体（１３４）と、前記空間との境界面を有するホルダ（１４０）内に配置されている少なくとも１つの磁石（１３８）とを備え、各ホルダ（１４０）が、前記空間（１３６）内に延びる端部で閉じられた管を備えており、前記磁石（１３８）の磁場が前記空間（１３６）内に達し、前記磁石の前記磁場が、前記磁化可能な粒子を互いに対して引き寄せ、それによって凝集を起こし前記凝集チャンバ内でフロックを形成させる、ステップと、
前記フロックおよび単一の粒子を磁化するために、磁気分離チャンバ内に第１の磁場を形成するステップであり、前記磁気分離チャンバが前記凝集チャンバに直接隣接し、かつ完全にその下流に配置されており、前記磁気分離チャンバが、前記物質が流れることができる接続フランジ（１３２）を有し、前記凝集チャンバおよび前記磁気分離チャンバが、前記接続フランジ（１２２、１３３）を介して流体的に接続しており、前記磁気分離チャンバの前記接続フランジ（１３２）が、前記凝集チャンバの前記接続フランジ（１２２）に隣接しかつ前記接続フランジ（１２２）に接続されている、ステップと、
前記物質を前記凝集チャンバから前記磁気分離チャンバを通して搬送して前記物質から前記磁化されたフロックおよび単一の粒子を除去するステップと
を含む、方法。
【請求項２７】
前記凝集を誘発させるステップが、前記凝集チャンバ内に印加される第２の磁場を形成することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
フロックを形成する前記ステップの前および／またはその間、ならびに前記磁気分離チャンバ内での分離の前記ステップの間に、前記物質の流速を低下させるステップをさらに含む、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記磁気分離チャンバおよび／または前記凝集チャンバを洗浄するステップをさらに含み、
前記チャンバのうちのいずれかを洗浄する前記ステップは、前記チャンバからそれぞれの磁石を取り外すことを含む、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記チャンバのうちのいずれかの前記洗浄するステップが、前記物質の流れを使用すること、または加圧流体を前記チャンバのうちのいずれかに注入することを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記物質中の磁化可能な粒子を除去するために請求項１〜２０のいずれか一項に記載の装置を使用する、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
2019529108.tif 000022
2019529108.tif 000023
2019529108.tif 000024